Олимпиады по химии

Решение
1) Определение оксида Г. В состав оксида входят кислород (36,8 %) и элемент X (63,2 %), молярная масса эквивалентов X равна
63 2
—-— 8 г/моль = 13,74 г/моль.
36,8
При степени окисления +4 атомная масса X равна 4 • 13,74 = = 54,96 г/моль (марганец). Следовательно, Г — это МпО₂.
Определение соли А. Определим молярную массу соли А:
3,16 г 0,87 г
А ⁼ од/т \ * М(МпО,) = 87 г/моль.
4М(А) 2М(МпО₂) ²
Отсюда следует, что М(А) =158 г/моль.
Из условия задачи следует, что в состав соли А входят калий, марганец, кислород и, возможно, какой-либо элемент 7. Тогда формула соли К Мп О
аМ(К) + ЬМ(Мп) + сМ(0) + дМ(7) = 158
или 39а + 55Ь + 16с + дМ(7) = 158.
При а = 1, & = 1 16с + = 158.


59

8 класс с	dM(Z)	Элемент Z	Состав соли
1	48	Ti (d = 1) Mg (d = 2)	KMnOTi — ? KMnOMg2 — ?
2	32	S (d = 1) O (d = 2)	KMnO2S — ? KMnO4
3	16	O	KMnO4
4	0	—	—

Следовательно, соль А имеет формулу КМпО₄. Тогда Д — кисло­род О₂, Б - К₂МпО₄, В — К₂МпО₃.
2) Уравнения реакций:
2КМпО₄ = К₂МпО₄ + МпО₂ + О₂, 800 °C
4КМпО₄ = 2К₂МпО₃ + 2МпО₂ +ЗО₂.

1. 
   4КМпО₄ = 2К₂Мп₂О₅+ЗО₂.
   

Возможно также образование смеси полиманганатов общей фор­мулы К„Мп О„ и манганатов (V) калия.

22. 
    (Ужгород-99, 1.1.3, 1.1.4)
    

В сосуд, содержащий 53,20 г щелочного металла, осторожно добавили 49,03 г 29,78 % раствора НС1 и осто­рожно, без доступа воздуха, упарили до твердого остатка.
Расшифруйте металл, если твердый остаток представ­ляет собой:

1. 
   одно вещество массой 67,40 г;
   
2. 
   два вещества массой 99,92 г;
   
3. 
   три вещества массой 99,92 г.
   

Решение
1) В твердом остатке одно вещество MCI, если металл по отно­шению к НС1 находится в недостатке:
53,2 г 67,4 г
2М + 2НС1 = 2МС1 + Н₂ (металл в недостатке),
х, г/моль (х+35,5), г/моль
53,2 _ 67,4
х х + 35,5
х = 133 г/моль (цезий).

60

Всеукраинские олимпиады

2) В твердом остатке два вещества MCI и МОН, если металл по отношению к НС1 находится в избытке. В этом случае с ним полностью прореагирует НС1, образуя MCI, а остаток металла пол­ностью прореагирует с водой, образуя МОН.
Количество вещества НС1:
49,03 г 0,2978 _
л(НС1) = = 0,40 моль,
36,5 г/моль
тп(НС1) = 0,40 моль • 36,5 г/моль = 14,6 г.
Количество вещества Н₂О:
_/тт (49,03-14,6) г „
п(Н₂О) = = 1,913 моль,
18 г/моль
0,4 моль 0,4 моль
2М + 2НС1 = 2МС1 + Н₂ (металл в избытке),
у, г/моль
1,913 моль 1,913 моль
2М + 2Н₂О = 2МОН + Н₂ (металл полностью ре- у, г/моль
агирует с водой).
После взаимодействия с НС1 осталось количество вещества ( 53 2
0,4 моль. Если металл реагирует с во-
У J
53 2
дой в стехиометрическом соотношении, 0,4 = 1,913.
У
Отсюда у = 23 г/моль (натрий).
Легко проверить, что масса образующихся NaCl и NaOH равна: 0,4 моль • 58,5 г/моль + 1,913 моль • 40 г/моль = 99,92 г.

3. 
   Если в твердом остатке три вещества, значит, металл нахо­дится в избытке и по отношению к НС1, и по отношению к Н₂О. Определенное количество металла не реагирует ни с НС1, ни с Н₂О. Следовательно, в твердом остатке — М, MCI и МОН.
   

0,4 моль 0,4 моль
2М + 2НС1 = 2МС1+ Н, (металл в избытке),